乳化液膜表面活性劑阻力模型改進(jìn)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、乳化液膜由于傳質(zhì)效率高和選擇性好等特點(diǎn)，在分離領(lǐng)域有巨大潛在的應(yīng)用價值，建立與該過程吻合的傳質(zhì)模型有利于指導(dǎo)其分離應(yīng)用。表面活性物質(zhì)在界面的密集排列增強(qiáng)了乳化液膜的穩(wěn)定性，但界面?zhèn)髻|(zhì)阻力也因此提高。反應(yīng)漸進(jìn)前沿模型等乳化液膜傳質(zhì)模型沒有考慮表面活性劑層阻力的影響，不適用于表面活性劑阻力效應(yīng)明顯的乳化液膜體系。因此，研究者進(jìn)一步建立了考慮表面活性劑阻力的模型。但是，由于乳化液膜分離過程與表面活性劑在外傳質(zhì)界面吸附過程同時進(jìn)行，表面活性劑在

2、界面吸附量的多少對傳質(zhì)阻力有重要影響，因此表面活性劑吸附速率對傳質(zhì)的影響同樣不容忽視，而目前的模型忽略了該影響因素。本文在考慮了表面活性劑的阻力效應(yīng)的基礎(chǔ)上，同時考慮表面活性劑吸附速率對乳化液膜傳質(zhì)過程的影響，改進(jìn)了原有的表面活性劑阻力模型，使之更有效的模擬乳化液膜實(shí)際分離過程。 首先，本文通過以2-羥基—5壬基乙酰苯肟(LIX84-I)為載體、聚異丁烯多丁二酰亞胺類表面活性劑T161為表面活性劑、煤油為膜相、硫酸溶液為內(nèi)相制得

3、的乳化液膜體系提取Cu2+的同時，改變內(nèi)相酸度、膜相及表面活性劑種類、攪拌槽轉(zhuǎn)速及操作溫度等條件，檢驗(yàn)制乳條件和操作條件對乳化液膜傳質(zhì)的影響。結(jié)果表明，內(nèi)相氫離子濃度大于1.0mol/L后其對乳化液膜提取速率影響十分小；攪拌速率由250r/min增至450r/min、溫度由10℃升到50℃時提取速率分別有一定的提高；煤油和石蠟分別為膜相時提取速率差別較大；以山梨醇單甘油酸酯(Span80)和T161分別為乳化劑制得的乳化液膜體系，其提取

4、速率在20s至120s的提取時間內(nèi)差別較大，但在提取進(jìn)行20s(Cu2+提取率約為60％)之前，這種差別并不明顯。分離過程中，膜破裂率小于0.4％，穩(wěn)定性很好。 基于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在考慮膜相、攪拌速率、溫度以及表面活性劑在乳化液膜外界面的吸附對傳質(zhì)的影響的基礎(chǔ)上，尤其考慮了表面活性劑在外界面的吸附速率引起的界面阻力的變化情況，經(jīng)過理論分析，得到外界面阻力隨時間的變化關(guān)系式，進(jìn)而改進(jìn)了原有的表面活性劑阻力模型。實(shí)驗(yàn)求得相應(yīng)參數(shù)，然